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        軸線模塊半掛車(chē)大件裝載位置確定方法及使用要點(diǎn)

        2023-06-11 15:29:42張強(qiáng)
        時(shí)代汽車(chē) 2023年10期

        張強(qiáng)

        摘 要:本文對(duì)配車(chē)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的軸線模塊半掛車(chē),以尼古拉MDE車(chē)型為例,詳細(xì)的介紹了液壓鵝頸仰臥油缸與軸線模塊前部部分軸線懸掛串聯(lián)時(shí),鵝頸施加在五輪鞍座上的力與串聯(lián)的軸線軸壓的比值關(guān)系。通過(guò)算例詳細(xì)介紹了如何利用此比值關(guān)系確定大件裝載位置的方法。介紹了軸線模塊半掛車(chē)使用要點(diǎn)。

        關(guān)鍵詞:軸線模塊半掛車(chē) 液壓鵝頸 混合單點(diǎn)支撐組 五輪鞍座 前、后臺(tái)車(chē) 轉(zhuǎn)向閉鎖軸

        1 引言

        通過(guò)本文學(xué)習(xí)可助力初涉大件運(yùn)輸行業(yè)的工程技術(shù)人員盡快掌握軸線模塊半掛車(chē)大件配車(chē)設(shè)計(jì)及使用等相關(guān)知識(shí)。

        2 鵝頸仰臥油缸與前部軸線串聯(lián)時(shí)五輪鞍座負(fù)載與串聯(lián)軸線軸壓比值關(guān)系

        以尼古拉MDE車(chē)型液壓鵝頸為例,如圖1a所示,其主體為上、下兩個(gè)鉸接的構(gòu)件,兩構(gòu)件間縱向有一只大推力的仰臥油缸(有的車(chē)型平行安裝2只),組成穩(wěn)定的三聯(lián)桿機(jī)構(gòu),通過(guò)仰臥油缸的伸縮,鵝頸與軸線模塊可同步升降。下部構(gòu)件上部有4個(gè)仰臥油缸安裝孔位,這4個(gè)安裝孔位決定了鵝頸對(duì)牽引車(chē)五輪鞍座施加的負(fù)荷大小,如圖1b所示。

        軸線模塊半掛車(chē)只能組成3點(diǎn)支撐,鵝頸轉(zhuǎn)盤(pán)可單獨(dú)作為單點(diǎn)支撐組,見(jiàn)圖2a,也可通過(guò)仰臥油缸與串聯(lián)的前部軸線模塊部分軸線懸掛共同組成混合單點(diǎn)支撐組,見(jiàn)圖2b和c。

        如果鵝頸轉(zhuǎn)盤(pán)獨(dú)立單點(diǎn),可直接查圖1b,通過(guò)看表壓得到施加在五輪鞍座上的負(fù)荷大小。如果為混合單點(diǎn)支撐組,則還需要查圖3“軸線油壓與軸壓關(guān)系”圖,從而得到五輪鞍座負(fù)載與單點(diǎn)支撐組內(nèi)軸線軸壓之間的比值大小,通過(guò)此比值可通過(guò)求空間平行力系中心的方法計(jì)算確定混合單點(diǎn)支撐組中合成支撐點(diǎn)的位置。

        由圖3可知,相同油壓不同內(nèi)徑的懸掛缸承載能力不同。

        表1為通過(guò)查圖1b和圖3計(jì)算得到的混合單點(diǎn)支撐組液壓鵝頸不同安裝孔位五輪鞍座負(fù)載與軸線軸壓比值關(guān)系。

        3 載貨位置確定方法

        以尼古拉MDE前3軸、后4軸中間加6軸距長(zhǎng)度連接平臺(tái)半掛車(chē)為例介紹大件載貨位置確定方法。車(chē)型示意圖如圖4:

        已知:牽引車(chē)自重及重心位置;半掛車(chē)各組成部分的自重及重心位置;軸線懸掛油缸內(nèi)徑為φ130,仰臥油缸連接在①孔位,據(jù)表1,鵝頸負(fù)載為前臺(tái)車(chē)軸壓的1.5倍。

        求解:100噸大件裝載位置。

        第一步:牽引車(chē)自重載荷分配(圖5)

        第二步:半掛車(chē)自重軸載分配

        1)半掛車(chē)自重力系簡(jiǎn)化(圖6)

        半掛車(chē)自重=0.3+4.7+9.6+7.8+12.5=36.1t

        半掛車(chē)自重重心位置=(0.3×19310+4.7×18575+9.6×14725+7.8×7750+12.5×0-1.2×3400)/36.1=8056mm

        2)半掛車(chē)自重軸載分配

        由力平衡列出:

        1.5N1'+3N1'+4N2'=36.1t

        R1'+2R2'=1.5N1'

        由力矩平衡列出:

        1.5N1'×20625+3N1'×14725=36.1×8056

        2R2'×4190=1.5N1'×(4190-375)

        由以上各式得到:

        N1'=3.872t,N2'=4.669t,R1'=0.520t,R2'=2.644t

        第三步:大件裝載位置及重量分配

        考慮牽引車(chē)中后橋限定軸壓13噸,軸線模塊車(chē)限定平均軸壓18噸、最大軸壓小于20噸,因此限定鵝頸對(duì)五輪鞍座最大壓載21噸,則混合單點(diǎn)前臺(tái)車(chē)軸壓限定為14噸。

        先按前臺(tái)車(chē)軸壓限定值14噸計(jì)算前臺(tái)車(chē)每軸承載的大件重量N1":

        N1"=14-N1'=14-3.872=10.128t

        由力矩平衡列出:

        1.5N1"×20625+3N1"×14725=80×L

        2R2"×4190=1.5N1"×3815

        由力平衡列出:

        1.5N1"+3N1"+4N2"=100

        R1"+2R2"=1.5N1〞

        由以上各式得出大件重量軸載分配及大件裝載位置:

        N1"=10.128t,N2"=13.606t,R1"=1.360t,R2"=6.916t,L=7607mm(裝載位置)

        第四步:半掛車(chē)組軸載校核

        牽引車(chē)前橋總軸壓:R1總=5.90+0.520+1.360=7.780t(合格)

        牽引車(chē)中后橋總軸壓:R2總=2.45+2.644+6.916=12.010t﹤13t(合格)

        前臺(tái)車(chē)各軸線總軸壓:N1總=3.872+10.128=14.000t(合格)

        后臺(tái)車(chē)各軸線總軸壓:N2總=4.669+13.606=18.275t≈18t且﹤20t(合格)

        如上述軸壓不滿足要求或大件不能按計(jì)算確定的裝車(chē)位置裝車(chē)或按計(jì)算位置裝車(chē)運(yùn)行穩(wěn)定性不滿足要求,需要調(diào)整大件裝車(chē)位置或進(jìn)行重新進(jìn)行配車(chē)設(shè)計(jì),調(diào)整后的參數(shù)計(jì)算可參考上列。

        4 軸線模塊半掛車(chē)使用要點(diǎn)

        (1)注意液壓鵝頸與半掛牽引車(chē)的匹配問(wèn)題。一是牽引車(chē)的五輪鞍座原則上必須使用雙自由度鞍座;二是五輪鞍座高度一定要與鵝頸可調(diào)整高度范圍相匹配。

        (2)注意防止五輪鞍座超載或負(fù)載過(guò)低的問(wèn)題。在設(shè)計(jì)運(yùn)輸方案時(shí),需要根據(jù)車(chē)型、大件重量、重心和裝載位置以及道路條件等綜合考慮并進(jìn)行計(jì)算校核。一要保證五輪鞍座負(fù)載不超過(guò)半掛牽引車(chē)的承載能力,二要保證五輪鞍座上的負(fù)載滿足道路最大爬坡能力。

        (3)注意軸線數(shù)量有一定限制的問(wèn)題。全部為軸線模塊時(shí),軸線數(shù)量控制在最少6軸線、最多18軸線為宜。加入連接貨臺(tái),有前臺(tái)車(chē)時(shí),最少軸線為2+2軸線配置,貨臺(tái)總長(zhǎng)度小于25米為宜。加入連接貨臺(tái),無(wú)前臺(tái)車(chē)時(shí),后部最少軸線為2軸線,貨臺(tái)總長(zhǎng)度也為小于25米為宜。貨臺(tái)總長(zhǎng)度是指自鵝頸連接接口算起,至車(chē)尾轉(zhuǎn)向端梁接口間的總長(zhǎng)度。

        (4)注意車(chē)速與軸壓和輪胎氣壓的匹配問(wèn)題。車(chē)速需根據(jù)配車(chē)軸壓和輪胎氣壓進(jìn)行控制。

        (5)轉(zhuǎn)向閉鎖軸設(shè)置問(wèn)題

        例題1

        已知:尼古拉MDE半掛車(chē)由4、5軸線模塊組成并使用最大轉(zhuǎn)向角45°的轉(zhuǎn)向端梁。

        求解:使用作圖法確定轉(zhuǎn)向閉鎖軸位置及最小轉(zhuǎn)彎半徑r

        方法:首先繪制車(chē)型的等比例平面圖;沿尾軸內(nèi)側(cè)懸掛旋轉(zhuǎn)中心畫(huà)45°夾角的AB直線,沿鵝頸牽引銷(xiāo)中心畫(huà)出55°夾角的CD直線,兩條直線的交點(diǎn)E就是理論轉(zhuǎn)彎中心;沿E點(diǎn)繪制車(chē)輛中線的EF垂線,距EF最近的軸線就是實(shí)際閉鎖軸;沿實(shí)際閉鎖軸繪制垂線并與AB、CD各有一個(gè)交點(diǎn),兩個(gè)交點(diǎn)的遠(yuǎn)點(diǎn)O到車(chē)板的距離就是該車(chē)型的最小轉(zhuǎn)彎半徑r。

        例題2

        已知:尼古拉MDE半掛車(chē)由3、4軸線模塊中間加裝4軸距長(zhǎng)度連接平臺(tái)組成,并使用最大轉(zhuǎn)向角55°的轉(zhuǎn)向端梁和7孔位轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)板。

        求解:使用作圖法確定虛擬轉(zhuǎn)向閉鎖軸及每軸的轉(zhuǎn)向連接孔位

        方法:首先繪制車(chē)型的等比例平面圖;沿尾軸內(nèi)側(cè)懸掛旋轉(zhuǎn)中心、鵝頸牽引銷(xiāo)中心各畫(huà)55°夾角的直線,兩條直線的交點(diǎn)為理論虛擬轉(zhuǎn)向中心O;沿O點(diǎn)繪制車(chē)輛中線的垂線就是虛擬轉(zhuǎn)向閉鎖軸。沿每條軸線的內(nèi)側(cè)懸掛中心繪制到O點(diǎn)的直線,測(cè)量每條直線的夾角,通過(guò)查車(chē)型轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)板的轉(zhuǎn)向角速查表數(shù)值與測(cè)量值進(jìn)行比對(duì),最接近的孔位即為連接孔位。

        5 結(jié)語(yǔ)

        軸線模塊半掛車(chē)配車(chē)設(shè)計(jì)對(duì)初涉大件運(yùn)輸行業(yè)的工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)難度較大,通過(guò)本文學(xué)習(xí)可使其較為便捷的掌握軸線模塊半掛車(chē)配車(chē)設(shè)計(jì)知識(shí)及車(chē)輛使用注意事項(xiàng)。

        參考文獻(xiàn):

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        [2]Suspension MDE 14/17[Z].NICOLAS

        [3]超限運(yùn)輸車(chē)輛行駛公路管理規(guī)定(交通運(yùn)輸部令2016年第62號(hào))[S].中華人名共和國(guó)交通運(yùn)輸部,2016-08-19.

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